Vật lý nghiên cứu chuyên sâu

Lý thuyết M và tính đối ngẫu

Các đối ngẫu liên hệ những giới hạn của năm lý thuyết siêu dây; M-theory là khung 11 chiều chưa có mô tả vi mô tổng quát.

Năm lý thuyết siêu dây nhiễu loạn từng có vẻ khác nhau. Đối ngẫu cho thấy một mô tả ở ghép yếu có thể tương đương mô tả khác ở ghép mạnh; vì thế chúng được xem như các giới hạn của cấu trúc sâu hơn thường gọi là M-theory.

Từ dây sang chiều thứ 11

Trong một giới hạn ghép mạnh của lý thuyết dây IIA, xuất hiện chiều tròn có bán kính tỷ lệ với $g_s\ell_s$. Khi $g_s$ tăng, chiều này lớn dần; ở năng lượng thấp, mô tả 11 chiều chứa màng M2 và M5. Đây là suy luận từ đối ngẫu, không phải ảnh trực tiếp của chiều phụ.

Một quan hệ định lượng minh họa là $R_{11}=g_s l_s$: khi ghép dây IIA $g_s$ tăng, bán kính chiều thứ 11 tăng và mô tả chuyển sang giới hạn 11 chiều. Các đối ngẫu S và T cho thấy năm lý thuyết siêu dây là những miền giới hạn của một cấu trúc rộng hơn, chứ không phải năm mô hình cạnh tranh độc lập. Tuy nhiên, mô tả vi mô tổng quát và cách suy ra duy nhất chân không giống vũ trụ quan sát vẫn còn bỏ ngỏ.

Đối ngẫu là công cụ tính toán chứ không nhất thiết là đồng nhất hình thức: hai mô tả có thể dùng biến số và giới hạn nhiễu loạn khác nhau nhưng cho cùng đại lượng vật lý. Trong miền ghép mạnh, một bên có thể khó tính trong khi mô tả đối ngẫu yếu ghép lại khả kiểm soát. Dự đoán của lý thuyết M vì vậy thường được kiểm tra gián tiếp qua các giới hạn đã định nghĩa tốt, thay vì một phương trình vi mô duy nhất đã biết.